Švédská akademie věd oznámila, že nositelem Nobelovy ceny za fyziku za letošní rok se stal belgicko-americký vědec Francis Halzen, který se věnuje výzkumu neutrin, kosmických částic, které dopadají na Zemi.
Francis Louis Halzen je belgický částicový fyzik. Je významným profesorem na University of Wisconsin-Madison a ředitelem jejího Institutu pro fyziku elementárních částic. Halzenův výzkum posunul hranice lidského poznání v oboru elementárních částic.
Tento fyzik si jako první uvědomil, že se dá využít led na jižním pólu ke sledování částic známých jako neutrina – tyto částice byly až do té doby považované za nepolapitelné. „Jeho vize a vědecké vedení měly zásadní význam pro neutrinovou observatoř IceCube – kilometr krychlový ledu vybavený senzory,“ komentovala Halzenovo ocenění komise pro Nobelovu cenu. Pomocí IceCube mohou vědci zachytit neutrina pocházející z procesů s extrémně vysokou energií ve vzdáleném vesmíru.
Záhadná neutrina
Neutrina jsou částice, které jsou sice prakticky všudypřítomné, ale současně neviditelné a hlavně nehmatatelné. Procházejí skrz Zemi i skrz lidská těla, aniž by si toho kdo všimnul – téměř neinteragují s hmotou. Jen výjimečně dojde k interakci jediného neutrina s atomovým jádrem, což umožňuje jejich detekci pomocí vhodného vybavení.
Vědci ale už dlouho vědí, že vesmír obsahuje přírodní urychlovače částic, které vystřelují částice s energií až milionkrát vyšší, než jaké lze dosáhnout v laboratořích na Zemi. Většina toho ale kolem těchto podivných zdrojů zůstává záhadou: co to vlastně je, kde se nacházejí a jaké procesy v nich vůbec probíhají?
Neutrina s extrémně vysokými energiemi vznikají ve stejném prostředí jako jiné druhy částic. Na rozdíl od ostatních částic se k nám – na Zemi – ale dostávají, aniž by změnily směr nebo ztratily energii. To znamená, že mohou poskytnout informace, které se nedají získat žádným jiným způsobem.
Halzen poprvé představil svou vizi zachycování neutrin na jižním pólu už roku 1988. Vycházel tehdy z toho, že když se neutrino srazí s atomovým jádrem, vznikne záblesk světla, který se dá sledovat pomocí senzorů umístěných v čistém ledu. Led na jižním pólu má spoustu výhod, protože je velmi čistý, navíc je oblast geologicky stabilní, bez zemětřesení. Halzen a jeho nápad si brzy získali podporu dalších výzkumníků a o několik let později začaly první testy senzorů v ledu.
Kosmická neutrina s extrémně vysokými energiemi jsou velmi vzácná, a proto je k pozorování dostatečného počtu srážek zapotřebí obrovský objem ledu. IceCube pokrývá celý kilometr krychlový a jeho výstavba byla dokončena v roce 2011. Ukázalo se, že Halzenův nápad funguje: vědci brzy objevili první vysokoenergetická neutrina a o několik let později mohli zveřejnit svůj objev neutrin, která musí pocházet z oblastí daleko za hranicemi Sluneční soustavy. Hledání zdrojů neutrin ve vesmíru tak mohlo začít naplno.
Interakce neutrin, které IceCube nepřetržitě zaznamenává, poskytnou vědcům nové poznatky o divokých podmínkách, za nichž mohou vznikat vysokoenergetická neutrina – a mohly by dokonce odhalit dosud neznámé kosmické jevy.
Loni Nobelovu cenu za fyziku získala trojice vědců působících ve Spojených státech za výzkum kvantové mechaniky.
Vedle prestiže, kterou ceny přináší, laureáti obdrží za každou kategorii i finanční odměnu 12 milionů švédských korun (asi 26 milionů korun).
V pondělí Nobelovu cenu za fyziologii a lékařství získali Američan Karl Deisseroth a Němci Peter Hegemann a Georg Nagel za výzkum fungování nervových buněk v mozku.
